高中物理第一章运动的描述2时间和位移学案新人教版必修1.docx

高中物理第一章运动的描述2时间和位移学案新人教版必修1.docx

《高中物理第一章运动的描述2时间和位移学案新人教版必修1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理第一章运动的描述2时间和位移学案新人教版必修1.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中物理第一章运动的描述2时间和位移学案新人教版必修1

2　时间和位移

学习目标

知识脉络

1.知道时间与时刻的含义及它们的区别.

2．会应用时间轴来描述物体运动过程中的时间与时刻．（重点）

3．理解位移的概念，知道位移与路程的区别和联系．（难点）

4．知道矢量和标量，并能区分它们．（难点）

时刻和时间间隔

1．时刻是指某一瞬间，时间间隔表示某一过程．

2．在表示时间的数轴上，时刻用点来表示，时间间隔用线段来表示．

3．在国际单位制中，表示时间间隔和时刻的单位是秒，它的符号是s.

1．时刻和时间间隔都是时间，没有本质区别．（×）

2．飞机8点40分从上海起飞，10点05分降落到北京，分别指的是两个时间间隔．（×）

3．2016年10月17日7时30分在酒泉成功将“神州十一号”载人飞船发射升空.17日7时30分，指的是时刻．（√）

4．在时间轴上，线段表示一段时间间隔，点表示时刻．（√）

李爷爷起床后外出晨练，在公园遇到张爷爷，“您这么早！

练多长时间了？

”“十五分钟左右吧，现在是什么时间？

”“大约六点．”

对话中两个“时间”，哪个是“时间间隔”，哪个是“时刻”？

【提示】　第一个是时间间隔，第二个是时刻．“练多长时间”，是指时间间隔；“现在是什么时间”指的是一个瞬间，所以是指时刻．

中考结束后，爸爸带小明乘火车去深圳旅游，火车20：

30准时从北京西站出发，经5小时23分于第二天1：

53到达山东菏泽站，停2分钟后出发，于4：

26到达安徽阜阳站……

这一段话中提到的时间哪些是时刻，哪些是时间间隔？

【提示】　20：

30、1：

53、4：

26是时刻，5小时23分、2分钟是时间间隔．

1．区别与联系

时刻

时间间隔

对应运动描述量

位置

路程、位移

用时间轴表示

用时间轴上的点表示

用时间轴上的线段表示

描述关键词

“第1s末”“第3s初”“第3s末”等

“第1s”“前2s”“前3s内”等

联系

两个时刻的间隔即为一段时间间隔，时间间隔是一系列连续时刻的积累过程．时间间隔能展示运动的一个过程，好比一段录像；时刻可以显示运动的一瞬间，好比一张照片

2.在时间轴上的标示：

各时间间隔与时刻如图121所示：

图121

1．（多选）在如图122所示的时间轴中，下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是（　　）

图122

A．t2表示时刻，称为第2s末或第3s初

B．t2～t3表示时间间隔，称为第3s内

C．t0～t2表示时间间隔，称为前2s或第2s内

D．tn－1～tn表示时间间隔，称为第（n－1）s内

【解析】　t2表示时间轴上的一个点，所以表示时刻，称为第2s末或第3s初，A正确；t2～t3表示时间轴上的一段距离，所以为时间间隔，称为第3s内，B正确；t0～t2表示时间轴上的一段距离，所以为时间间隔，称为前2s，第2s内表示t1～t2，C错误；tn－1～tn表示时间间隔，称为第ns内，D错误．

【答案】　AB

2．在如图123所示的时间轴上标出：

①3s内；②第3s内；③第3s初；④第2s末．同时判断它们是时刻还是时间，并说明理由.

图123

【解析】　①3s内指从0时刻开始的长度为3s的时间“段”，是时间；②第3s内指从0时刻起的第3个长度为1s的时间“段”，是时间；③第3s初指从0时刻起的第3个长度为1s的时间“段”的起始“点”，是时刻；④第2s末指从0时刻起的第2个长度为1s的时间“段”的终止“点”，是时刻．如图所示，其中③与④指的是同一时刻．

【答案】　见解析

利用上下文判断时间间隔与时刻

分析所给的说法，根据题意去体会．常用来表示时刻的关键词是“初”“末”“时”等；常用来表示时间间隔的关键词是“内”“经历”“历时”等．如“第1s内”“第2s内”“第3s内“等指的是时间间隔，在数值上都等于1s．“最初2s内”“最后2s内”等指的也是时间间隔，在数值上都等于2s．“第1s末（第2s初）”“第2s末（第3s初）”等都指的是时刻．

路程和位移

1．路程

物体运动轨迹的长度．

2．位移

（1）物理意义：

表示物体（质点）位置变化的物理量．

（2）定义：

从初位置指向末位置的一条有向线段．

（3）大小：

初、末位置间有向线段的长度．

（4）方向：

由初位置指向末位置．

1．路程的大小一定大于位移的大小．（×）

2．物体运动时，路程相等，位移一定也相等．（×）

3．列车里程表中标出的北京到天津122km，指的是列车从北京到天津的路程．（√）

4．位移由质点运动的始末位置决定，路程由质点实际运动的路径决定．（√）

1．物体的位移为零，表示物体一定静止吗？

【提示】　不一定，位移为零表示物体初、末位置相同，物体可能运动了一周又回到了出发点．

2．一个人从北京去重庆，可以乘火车，也可以乘飞机，还可以先乘火车到武汉，然后再乘轮船沿长江到重庆，如图124所示，则他的运动轨迹、位置变动、走过的路程和他的位移是否相同？

图124

【提示】　他的运动轨迹不同，走过的路程不同；他的位置变动相同，位移相同．

在图125中，A处两个同学分别沿图中直线走到B（图书馆）、C（操场）两个不同位置，经测量知，路程是相同的，那么，两同学的位移相同吗？

请说明理由．

图125

【提示】　两同学的位移不相同．

原因是：

位移是矢量，既有大小，又有方向．虽然两同学的路程相等，但位置变化的方向是不相同的，故两同学的位移不相同．

路程和位移的区别与联系

项目

路程

位移

区

别

物理意义

反映物体运动轨迹的长度，不能反映物体位置的变化

反映物体位置的变化，不能反映物体运动轨迹的长度

定义

物体实际运动轨迹的长度

从初位置指向末位置的有向线段

决定因素

与运动路径有关

只与初、末位置有关

矢量与标量

（1）是标量，只有大小，没有方向

（2）大小：

物体运动轨迹的长度即为路程的大小

（3）计算：

遵循算术加法法则

（1）是矢量，有大小和方向

（2）方向：

由初位置指向末位置

（3）大小：

初末位置间的距离，与运动轨迹无关

（4）计算：

遵循平行四边形定则（第三章学习）

图示（曲线运动）

物体由A点运动到B点，轨迹弧AB的长度即为质点的路程

物体由A点运动到B点，有向线段AB表示质点位移的大小和方向

联

系

单位

都是长度单位，国际单位都是米（m）

物理

意义

都是描述质点运动的物理量

大小

关系

|位移|≤路程，只有在单向直线运动中，位移的大小才与路程相等

3．如图126所示，坐高铁从杭州到南京，原需经上海再到南京，路程为s1，位移为x1.杭宁（南京）高铁通车后，从杭州可直达南京，路程为s2，位移为x2.则（　　）

图126

A．s1＞s2，x1＞x2　B．s1＞s2，x1＜x2

C．s1＝s2，x1＝x2D．s1＞s2，x1＝x2

【解析】　走两条路线的位移相同，即x1＝x2，但是经上海再到南京时路程较长，即s1>s2，故选D.

【答案】　D

4．（多选）同学们都喜欢上体育课，一年一度的学校运动会同学们更是期待很大．如图127所示为某学校田径运动场跑道的示意图，其中A点是所有跑步项目的终点，也是400m、800m赛跑的起跑点，B点是100m赛跑的起跑点．在一次校运动会中，甲、乙、丙三位同学分别参加了100m、400m和800m赛跑，则从开始比赛到比赛结束时（　　）

图127

A．甲的位移最大B．丙的位移最大

C．乙、丙的路程相等D．丙的路程最大

【解析】　甲同学的初、末位置直线距离为100m，位移大小为100m，路程也是100m；乙同学路程为400m，但初、末位置重合，位移大小为零；丙同学路程为800m，初、末位置重合，位移大小也为零，所以甲的位移最大，丙的路程最大，A、D正确．

【答案】　AD

位移和路程的“可能”与“不可能”

1．位移与路程永远不可能相同．因为位移是矢量，既有大小又有方向；而路程是标量，它只有大小没有方向．两者的运算法则不同．

2．在任何情况下，位移的大小都不可能大于路程．因为两点之间线段最短．

3．位移大小与路程可能相等，一般情况下，位移大小都要小于路程，只有当物体做单向直线运动时，位移大小才与路程相等．

矢量和标量

1．矢量

既有大小又有方向的物理量．如位移、力等．

2．标量

只有大小、没有方向的物理量．如质量、时间、路程等．

3．运算法则

两个标量的加减遵从算术加减法，而矢量则不同，后面将学习到．

1．负5m的位移比正3m的位移小．（×）

2．李强向东行进5m，张伟向北也行进5m，他们的位移不同．（√）

3．路程是标量，位移是矢量．（√）

4．标量只有正值，没有负值．（×）

1．物体运动前一半时间内路程为2m，后一半时间内路程为3m，总路程一定是5m吗？

【提示】　是，路程是标量，其运算满足算术运算法则．

2．物体运动前一半时间内位移为2m，后一半时间位移为3m，总位移一定是5m吗？

【提示】　不一定，位移为矢量，其运算不满足算术运算法则．

探讨1：

像位移这样的物理量叫做矢量，既有大小又有方向．但是我们以前学过的物理量很多都只有大小，没有方向，请同学们回忆哪些物理量只有大小，没有方向？

【提示】　温度、质量、体积、长度、时间、路程．

探讨2：

矢量和标量的算法有什么不同？

【提示】　两个标量相加遵从算术加法的法则．两个矢量相加满足平行四边形定则（第三章学习）．

1．矢量的表示方法

（1）图示表示：

用带箭头的线段表示，线段的长度表示矢量的大小，箭头的方向表示矢量的方向．

（2）数字表示：

先建立坐标系并规定正方向，然后用正、负数来表示矢量．“＋”号表示与坐标系规定的正方向一致，“－”号表示与坐标系规定的正方向相反；数字的大小表示矢量的大小．

2．矢量和标量的区别

（1）矢量是有方向的，标量没有方向．

（2）标量的运算法则为算术运算法则，即初中所学的加、减、乘、除等运算方法；矢量的运算法则为以后要学到的平行四边形定则．

（3）矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小，绝对值大的矢量大，而“＋”、“－”号只代表方向．

5．下列物理量中，哪个是矢量（　　）

A．质量B．时间

C．路程D．位移

【解析】　质量、时间和路程都只有大小，没有方向，是标量．位移既有大小又有方向，是矢量．选项D正确．

【答案】　D

6．（多选）关于矢量和标量，下列说法中正确的是（　　）

A．矢量是既有大小又有方向的物理量

B．标量是既有大小又有方向的物理量

C．位移－10m比5m小

D．－10℃比5℃的温度低

【解析】　由矢量的定义可知，A正确，B错误；位移的正、负号只表示方向，不表示大小，其大小由数值和单位决定，所以－10m的位移比5m的位移大，故C错误；温度的正、负是相对温度为0℃时高出和低于的温度，所以－10℃比5℃的温度低，故D正确．

【答案】　AD

矢量、标量的大小比较

比较两个矢量大小时比较其绝对值即可．比较两个标量大小时，有的标量比较绝对值，如电荷量，有的标量比较代数值，如温度．

直线运动的位置和位移

1．直线坐标系中物体的位置

物体在直线坐标系中某点的坐标表示该点的位置．

2．直线运动的位置与位移的关系

如图128所示，一个物体沿直线从A运动到B，如果A、B两位置坐标分别为xA和xB，那么，